Moduli logici LOGO! per l'automazione industriale

I dispositivi a microprocessore sono ampiamente utilizzati nell'automazione di dispositivi industriali, di trasporto e domestici in generale. A causa della flessibilità e del basso costo dei dispositivi a microprocessore, la loro quota nei dispositivi di automazione è in costante aumento. Nella fase iniziale di utilizzo dei dispositivi a microprocessore, il principale fattore limitante era, con il basso costo dei microcontrollori stessi, il costo significativo della creazione del loro software, che era sviluppato in linguaggi di programmazione di basso livello e richiedeva programmatori altamente qualificati.

Questo problema è stato risolto creando moduli a microprocessore funzionalmente completi con software di base integrato e moduli di espansione aggiuntivi. Il collegamento dei moduli base ai moduli di espansione avviene tramite appositi connettori, che escludono il collegamento di moduli che, secondo alcuni criteri (ad esempio tensione di alimentazione), non possono essere collegati al modulo base.

I moduli sono programmati in linguaggi specializzati di alto livello, come Step 5 o Step 7, che consentono di compilare un programma sotto forma di diagramma a blocchi o di contatto, oppure sotto forma di sistema di equazioni logiche. La compilazione di tali programmi in codici macchina viene effettuata tenendo conto della nomenclatura specifica dei moduli installati. Il programmatore non ha bisogno di particolari conoscenze della struttura e dei comandi dei microprocessori inclusi nei moduli, ma solo della conoscenza del funzionamento del sistema tecnico sviluppato.

L'azienda, lo sviluppatore dei moduli, crea un software specializzato per un personal computer con una comoda interfaccia che fornisce tutte le fasi di sviluppo del sistema e programmazione dei moduli a microprocessore direttamente attraverso le porte di un personal computer o un dispositivo aggiuntivo collegato al computer. Questo concetto è stato implementato da SIEMENS nella creazione del set di moduli a microprocessore LOGO!.

LOGO! è un modulo a microprocessore logico universale di Siemens... LOGO! comprende centrale a microprocessore, pannello di controllo e display retroilluminato, alimentatore, interfaccia modulo di espansione, interfaccia modulo di programmazione (scheda) e cavo PC.

IL LOGO! include funzioni standard pronte all'uso che vengono spesso utilizzate nella pratica, ad esempio: funzioni di ritardo di attivazione e disattivazione, relè a impulsi, tasti programmabili, interruttore dell'orologio, flag digitali e analogici, ingressi e uscite a seconda del tipo di dispositivo.

Tipi di LOGO!

Basic è disponibile in due classi di tensione:

• Classe 1 <24 V, cioè corrente 12 V CC, corrente 24 V CC, corrente 24 V CA;

• Classe 2> 24 V, cioè115 … 240 VDC e corrente alternata;

nelle opzioni:

• con display LCD (LCD): 8 ingressi e 4 uscite;

• senza display («LOGO! Pure»): 8 ingressi e 4 uscite.

Ogni classe è composta da 4 subunità (SU), è dotata di un'interfaccia di espansione e fornisce 33 funzioni di base e speciali pronte all'uso per lo sviluppo di un programma di commutazione.

Moduli di espansione

• LOGO! I moduli digitali sono disponibili per tutte le tensioni e dispongono di 4 ingressi e 4 uscite.

• Moduli analogici LOGO! Disponibile per 12 e 24 VDC con due ingressi analogici o due ingressi PT100.

• I moduli digitali e analogici sono costituiti da due sottounità. Ciascuno di essi dispone di due interfacce di espansione per il collegamento di moduli aggiuntivi.

Qualsiasi dispositivo LOGO! Basic Basic può essere ampliato solo con moduli di espansione della stessa classe di tensione. La codifica meccanica (pin nella custodia) impedisce il collegamento di dispositivi di diverse classi di tensione. Eccezione: l'interfaccia sinistra del modulo analogico o di comunicazione è isolata galvanicamente. Pertanto, questi moduli di espansione possono essere collegati a dispositivi con diverse classi di tensione.

Elementi in LOGO!

LOGO! Si differenziano per il tipo (costante = o variabile ~) e il valore della tensione di alimentazione, il tipo di uscite (relè o transistor), la presenza o meno di un display a cristalli liquidi. La diversità di LOGO! consente di scegliere il set più adatto, con il minimo eccesso di mezzi tecnici, realizzando un problema tecnico specifico.

Designazione degli elementi:

• Opzione 12 — 12 V CC.

• Opzione 24 — 24 V CC.

• 230 — 115/240 VAC opzionale.

• R - uscite a relè (senza R - uscite a transistor).

• C — orologio settimanale integrato.

• o — nessuna opzione di visualizzazione.

• DM — modulo digitale.

• AM è un modulo analogico.

• CM — modulo di comunicazione (ad es. interfaccia AS).

LOGO!

(1) — di cui si possono utilizzare in alternativa 2 ingressi analogici con range di segnale 0 … 10 V e 2 ingressi veloci. (2) — Opzioni 230 V CA — ingressi in due gruppi di 4. All'interno di un gruppo è possibile solo la stessa fase, sono possibili fasi diverse tra i gruppi. (3) — gli ingressi digitali possono funzionare con polarità diretta e inversa. (4) — con è possibile selezionare l'intervallo del segnale 0 … 10 V o 0 … 20 mA.

Contatta LOGO! Sensori 12/24 RC: a) discreti, con uscite a contatto e senza contatto, b) analogici (0 — 10 V)

LOGO! Funzioni

LOGO! in modalità programmazione mette a disposizione varie voci suddivise in liste:

• CO — elenco dei connettori (ingressi / uscite)

• GF — elenco delle funzioni di base AND [AND], OR [OR],

• SF — elenco di funzioni speciali

• BN è un elenco di blocchi pronti per l'uso nel programma di comando.

Tutti gli elenchi rappresentano gli elementi disponibili in LOGO!. Tipicamente si tratta di tutti i connettori, tutte le funzioni di base e tutte le funzioni speciali note a LOGO!. Ciò include anche eventuali blocchi creati in LOGO! fino a quando la lista non viene chiamata. LOGO! non visualizza tutti gli elementi se non c'è spazio libero in memoria o se viene raggiunto il numero massimo possibile di blocchi. In questo caso non è possibile inserire il blocco successivo.

Costanti e connettori (Co) sono ingressi, uscite, bit di memoria e livelli di tensione fissi (costanti).

Ingressi:

1) Ingressi digitali

Gli ingressi digitali sono contrassegnati dalla lettera I.I numeri degli ingressi digitali (I1, I2, …) corrispondono ai numeri dei pin di ingresso del LOGO! La numerazione degli ingressi dell'unità base e delle unità di espansione è direttamente nell'ordine in cui le unità sono installate.

2) Ingressi analogici

IL LOGO! 24, LOGO! 24°, LOGO! 12/24RC e LOGO! Il 12 / 24RCo ha gli ingressi I7 e I8, che possono anche essere programmati per essere utilizzati come ingressi analogici AI1 e AI2. Se questi ingressi vengono utilizzati come I7 e I8, il segnale di ingresso viene interpretato come un valore digitale. Se utilizzati come AI1 e AI2, i segnali vengono interpretati come valori analogici. Quando si collega un modulo analogico, i suoi ingressi vengono numerati dopo gli ingressi analogici esistenti.

Nel caso di funzioni speciali che lato ingressi ha senso collegare solo ingressi analogici quando il segnale di ingresso è selezionato in modalità programmazione, solo ingressi analogici AI1 … AI8, flag analogici AM1 … AM6, le uscite analogiche dei moduli che offrono sono numerate come uscite AQ1 e AQ2.

Uscite:

1) Uscite digitali

Le uscite digitali sono contrassegnate dalla lettera Q. I numeri di uscita (Q1, Q2, … Q16) corrispondono ai numeri dei pin di uscita di LOGO!. I numeri delle uscite sono numerati progressivamente, partendo dal modulo base e proseguendo nell'ordine in cui i moduli sono installati, inoltre è possibile utilizzare 16 uscite non collegate ai blocchi. Sono contrassegnati da una X e non possono essere riutilizzati in un programma a catena (a differenza, ad esempio, dei flag).

Nell'elenco vengono visualizzate tutte le uscite non collegate programmate, nonché un'uscita non collegata non programmata.L'utilizzo di un'uscita non collegata ha senso, ad esempio, con la funzione speciale «Testi di segnalazione», se solo il testo di segnalazione è rilevante per il programma di comando.

2) Uscite analogiche

Le uscite analogiche sono contrassegnate con le lettere AQ. Sono disponibili due uscite analogiche, ovvero AQ1 e AQ2. All'uscita analogica può essere collegato solo un valore analogico, ad es. funzione con uscita analogica o flag analogico AM.

Riso. 1. Vista del pannello frontale di LOGO!

Bandiere

Le bandiere sono contrassegnate con le lettere M o AM. Si tratta di uscite virtuali che hanno lo stesso valore in uscita e in ingresso. NEL LOGO! sono presenti 24 flag digitali M1 … M24 e 6 flag analogici AM1 … AM6.

Il flag di avvio M8 viene impostato nel primo ciclo del programma utente e può quindi essere utilizzato come flag di avvio nel programma a catena. Viene ripristinato automaticamente dopo il primo ciclo del programma. In tutti i cicli successivi, il flag M8 può essere utilizzato allo stesso modo degli altri flag.

Livelli di segnali logici

I livelli del segnale sono indicati da hi e lo. Se sul blocco deve essere costantemente presente lo stato «1» = hi o «0» = lo, allora all'ingresso viene applicato un livello fisso o un valore costante hi o lo. Connettori aperti Se non viene utilizzato un connettore a blocchi, può essere contrassegnato con una x.

Elenco delle caratteristiche principali — GF

Le funzioni principali sono semplici elementi logici di algebra booleana.

L'elenco GF contiene blocchi di funzioni di base che puoi utilizzare nel tuo schema. Sono disponibili le seguenti funzioni di base:

Elenco delle funzioni speciali — SF

Quando si immette un programma di comando in LOGO! i blocchi funzione speciali si trovano nell'elenco SF.Gli ingressi delle funzioni speciali possono essere invertiti singolarmente, ad es. il programma di commutazione converte l'«1» logico dell'ingresso nello «0» logico; e converte lo «0» logico in «1» logico. La tabella mostra se la funzione corrispondente è parametrizzabile (REM).

Sono disponibili le seguenti funzioni speciali:

• Ritardo all'accensione

• Rallentare

• Ritardo accensione/spegnimento

• Ritardo all'accensione con memoria

• Relè a tempo di intervallo (generazione di impulsi brevi)

• Relè a tempo attivato dal fronte

• Generatore di impulsi asincrono

• Generatore di impulsi casuali

• Interruttore luci scale

• Interruttore a doppia funzione

• Cambia per sette giorni

• Cambia dodici mesi

• Conto alla rovescia

• Contaore di lavoro

• Interruttore di soglia

• Interruttore di soglia analogico

• Soglia differenziale analogica

• Comparatore analogico

• Monitoraggio dei valori analogici

• Amplificatore analogico

• Relè autobloccante (flip-flop RS)

• Relè a impulsi

• Cambio di programma

• Registro a turni

Un esempio di utilizzo del modulo logico LOGO!
L'uso di sistemi a microprocessore nell'ingegneria elettrica sull'esempio dell'uso del PLC
LOGO!

LOGO! Soft Comfort è disponibile come pacchetto software per PC. Questo software include le seguenti funzionalità:

• un'interfaccia grafica per la creazione di un programma di comando in modalità offline sotto forma di uno schema logico circuitale (schema dei contatti/schema circuitale) o di uno schema funzionale a blocchi (piano funzionale);
• simulazione del tuo programma di circuito su un computer;
• generare e stampare un diagramma a blocchi schematico del programma;
• memorizzazione del programma su hard disk o altro supporto di memorizzazione;
• confronto di programmi di commutazione;
• comoda parametrizzazione dei blocchi;
• trasferimento del programma di comando da LOGO! al computer e dal computer a LOGO!;
• lettura del contatore delle ore di lavoro;
• fissare un orario;
• passaggio dall'ora legale a quella invernale e viceversa;
• test online, visualizzazione degli stati e dei valori correnti di LOGO! In modalità RUN;
• interrompere l'esecuzione del programma di comando da parte del computer (STOP).

LOGO! Finestra principale di Soft Comfort in modalità FBD (editor FBD)

Un esempio. Un modello di rete elettrica in LOGO! Morbido Comfort

Riso. 2. Configurazione della rete protetta RU1, RU2 — quadri; P1, P2 — il primo e il secondo gruppo di utenti; SF1, SF2: primo e secondo interruttore; K1, K2 il primo e il secondo punto di cortocircuito; I1, I2 — correnti nelle sezioni di rete

Dal quadro RU1 partono più linee elettriche di cui una protetta da un interruttore SF1. Il quadro RU2 è alimentato da questa linea, una delle cui linee di uscita è protetta dall'interruttore SF2.

Un cortocircuito può verificarsi nella sezione 1 (punto K1) o nella sezione 2 (punto K2), mentre il cortocircuito (cortocircuito) deve essere disconnesso più vicino al punto di cortocircuito. interruttore. Tuttavia, se l'interruttore più vicino è difettoso, c'è un cortocircuito. deve essere spento da un interruttore più vicino alla fonte di alimentazione.

Il modello di rete elettrica in LOGO! Soft Comfort è mostrato nella Figura 3.

Riso. 3. Modello della rete elettrica in LOGO! Morbido Comfort

L'interruttore SF1 è simulato con il pulsante C1 e i blocchi B001,… B006 e Q1.

Il pulsante C1 corrisponde alla maniglia di accensione/spegnimento della macchina.Il trigger B001 simula il blocco meccanico della macchina che mantiene i contatti in uno stato chiuso o aperto.

Il blocco B002 simula una "leva freno" che permette di spegnere la macchina quando la maniglia di accensione/spegnimento è innestata.

L'inverter B003 assicura che la macchina sia spenta quando la maniglia è spenta.

Il blocco B005 corrisponde ad uno sganciatore che, tramite il blocco B004, spegne l'interruttore quando viene applicato un «1» al suo ingresso Trg. Lo sblocco funziona con un ritardo, composto da una parte fissa e una regolabile.

Lo stato dei contatti macchina SF1 è determinato dall'uscita Q1. Il blocco B006 simula il tempo di corsa del contatto mentre il circuito è completamente aperto.

Il blocco I1 simula un cortocircuito. nel punto K1 il blocco M1 mostra la presenza di tensione alle utenze del primo gruppo, il blocco B016 simula la corrente di emergenza nella prima sezione.

La seconda sezione della rete viene simulata in modo simile, ma con l'ausilio dell'ingresso I3 viene simulato il guasto dell'interruttore SF2.